MAKALAH FISIKA GELOMBANG
Di Susun Oleh :
Devi Suryono
135060101111007
Annisa Citra L Shinta
135060101111009
I Made Surya W
135060101111006
Rezki Setyawan
135060101111008
TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2013
Daftar Isi Cover Makalah Daftar Isi
.............................................................................................................!
Daftar Gambar
..................................................................................................!!
BAB I PENDAHULUAN a) Latar Belakang ......................................................................................1 b) Rumusan Masalah ...........................................................................2 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Gelombang Elektromagnetik ......................................................3 1. Sifat – Sifat Gelombang Elektromagnetik ...........................................4 2. Gelombang Radio ...........................................................................4 3. Gelombang Mikro ............................................................................5 4. Sinar Inframerah ............................................................................5 5. Cahaya Tampak ............................................................................6 6. Sinar Ultraviolet ............................................................................6 7. Sinar Gama ............................................................................6 2.2 Energi Gelombang Elektromagnetik ................................................................7 1. Energi Medan Listrik ...........................................................................7 2. Energi Medan Magnetik ...........................................................................8 3. Intensitas Gelombang Elektromagnetik ..........................................10 4. Radiasi Gelombang Elektromagnetik ....................................................11 2.3 Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik ....................................................11 2.4 Aplikasi gelombang elektromagnetik di dalam kehidupan sehari-hari
.........12
2.5 Pengaruh gempa pada unsur sekunder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik ..............................................................................................15
BAB III KESIMPULAN Daftar Pustaka
.............................................................................................20
Daftar Gambar Gambar 1
gelombang elektromagnetik. JC. Maxwell
Gambar 2
Arah Gelombang Spektrum Gelombang
Gambar 3
Spektrum Gelombang Elektromagnetik
Gambar 4
Penjalaran Ey dan Bz gelombang elektromagnetik
Gambar 5
Teleskop satelit inframerah yang dipasang di orbit akan menghasilkan gambar-gambar foto alam semesta dengan lebih baik kualitasnya.
Gambar 6
Kumpulan teleskop radio sebanyak 27 buah di dekat Socorro, di NewMeksiko
Gambar 7
Kumpulan teleskop radio sebanyak 27 buah di dekat Socorro, di New Meksiko
Gambar 8
Solar sel merupakan komponen dari bahan semikonduktor yang mampu menangkap energi panas gelombang elektromagnetik dari matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik sehingga dapat disimpan di dalam baterai atau accu.
Gambar 9
Rangkaian/sirkuit oscilasi LC dihubungkan dengan sumber energy dan antena dapat menghasilkan perubahan medan listrik AC dan pada antena akan terpancar gelombang elektromagnetik
Gambar 10
Gel radio gel mikro inframerah sinar tampak UV sinar X sinar
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Keberadaan gelombang elektromagnetik didasarkan pada hipotesis Maxwell “James Clark Maxwell ” dengan mengacu pada 3 fakta relasi antara listrik dan magnet yang sudah ditemukan oleh para ilmuwan sebelumnya. Beberapa percobaan awal mengenai hubungan antara listrik dan magnet adalah : 1. Percobaan Oersted yang berhasil membuktikan : arus listrik dalam konduktor menghasilkan medan magnet disekitarnya (jarum kompas menyimpang bila di dekatkan pada kawat yang dialiri arus listrik) 2. Percobaan Faraday yang berhasil membuktikan batang konduktor yang menghasilkan GGL induksi pada kedua ujungnya bila memotong medan magnet. 3. Percobaan Faraday yang menunjukkan perubahan fluks magnetik pada kumparan menghasilkan arus induksi dalam kuparan tersebut. Didasarkan pada penemuan Faraday “Perubahan Fluks magnetik dapat menimbulkan medan listrik” dan arus pergeseran yang sudah dihipotesakan Maxwell sebelumnya, maka Maxwell mengajukan suatu hipotesa baru : “Jika perubahan fluks magnet dapat menimbulkan medan listrik maka perubahan Fluks listrik juga harus dapat menimbulkan medan magnet” . Hipotesa ini dikenal dengan sifat simetri medan listrik dengan medan magnet. Maxwell mengemukakan bahwa laju perubahan medan listrik sangat mempengaruhi besar magnet yang dibangkitkan dan sebaliknya. Akan dibangkitkan suatu medan magnet jika terjadi perubahan medan listrik. Perubahan medan listrik ini akan menghasilkan medan magnet yang berubahterhadap waktu dan demikian seterusnya terjadi proses berantai pembentukan medan magnet dan medan listrik yang merambat ke segala arah. Kemudian, Maxwell mengemukakan pula bahwa perubahan medan listrik dan medan magnet akan menghasilkan suatu gelombang medan listrik dan gelombang medan magnet yang dapat menyebar dan merambat dalam ruang disebut sebagai gelombang elektromagnetik.
Gambar 1. JC. Maxwell Sumber: www.google.com/image/gelombang
Menurut Maxwell, kecepatan rambat gelombang elektromagnetik dirumuskan sebagai berikut:
Rumus
...................................................................(1)
Sumber : ulfha-naybella.blogspot.com Ket
c : cepat rambat gelombang elektromagnetik = 2,99792 x 108 m/s = 3 x 108 m/s : permeabilitas vakum = 4 x 10-7 Wb A-1 m-1 : permitivitas vakum = 8,85418 x 10-12 C2N-1m-2
Ternyata perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet yang tidak tetap besarannya atau berubah-ubah. Sehingga perubahan medan magnet tersebut akan menghasilkan lagi medan listrik yang berubah-ubah. Proses terjadinya medan listrik dan medan magnet berlangsung secara bersama-sama dan menjalar kesegala arah. Arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus. Jadi gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan medan listrik secara berurutan, dimana arah getar vektor medan listrik dan medan magnet saling tegak lurus.Dalam makalah ini akan dibahas beberapa hal yang berkaitan dengan gelombang elektromagnetik diantaranya: pengertian gelombang elektromagnetik itu sendiri, spektrum gelombang elektromagnetik, energi gelombang elektromagnetik, intensitas gelombang elektromagnetik, radiasi gelombang elektromagnetik, pemanfaatan gelombang elektromagnetik dan aplikasi gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. 1.2
Perumusan Masalah Ada beberapa masalah yang akan dibahas dalam makalah ini, diantaranya: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Apa pengertian gelombang elektromagnetik? Bagaimana sifat-sifat gelombang elektromagnetik? Apa yang dimaksud spektrum gelombang elektromagnetik? Bagaimana susunan spektrum gelombang elektromagnetik? Bagaimana menghitung energi gelombang elektromagnetik? Bagaimana menghitung intensitas gelombang elektromagnetik? Bagaimana menghitung radiasi gelombang elektromagnetik? Sebutkan pemanfaatan jenis gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari?
BAB II PEMBAHASAN 2.1.
Pengertian Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal yang gangguannya berupa medan listrik (E) dan medan magnet (B) saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang. Karena gangguan gelombang elektromagenik adalah medan listrik dan medan magnetik maka gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam vakum. Semua jenis gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan kecepatan sama yaitu c = 3 x 108 m/s yang disebut denan tetapan umum. 2.2.
Sifat-Sifat Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik memiliki sifat-sifat sebagai berikut: 1. Gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang tanpa medium 2. Gelombang Elektromagnetik merupakan gelombang transversal (arah medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus terhadap arah rambat gelombang). 3. Gelombang elektromagnetik tidak memiliki muatan listrik sehingga bergerak lurus dalam medan magnet maupun medan listrik. 4. Gelombang elektromagnetik dapat mengalami pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), perpaduan (interferensi), pelenturan (difraksi), pengutuban (polarisasi). 5. Perubahan medan listrik dan medan magnet terjadi secara bersamaan, sehingga medan listrik dan medan magnet sefase dan berbanding lurus. 6. Cepat rambat gelombang elektromagnetik hanya bergantung pada sifat-sifat listrik dan magnetik medium yang ditempuhnya. Gambar 2. Arah Gelombang Spektrum Sumber: www.google.com/image/gelombang tranversal
Arah Spektrum Gelombang ElektromagnetikSusunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik. Gambar spektrum elektromagnetik padagambar 3 disusun berdasarkan panjang gelombang (diukur dalam satuan m) mencakup kisaran energi yang sangat rendah, dengan panjang gelombang tinggi dan frekuensi rendah, seperti gelombang radio sampai ke energi yang sangat tinggi, dengan panjang gelombang rendah dan frekuensi tinggi seperti radiasi X-ray dan Gamma Ray.
2.3.
Gelombang Radio
Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensinya. Jika panjang gelombang tinggi, maka pasti frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai dari 30 kHz ke atas dan dikelompokkan berdasarkan lebar frekuensinya. Gelombang radio dihasilkan oleh muatan-muatan listrik yang dipercepat melalui kawat-kawat penghantar. Muatan-muatan ini dibangkitkan oleh rangkaian elektronika yang disebut osilator. 2.4
Gelombang mikro Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Gelombang mikro juga dimanfaatkan pada pesawat RADAR (Radio Detection and Ranging) RADAR berarti mencari dan menentukan jejak sebuah benda dengan menggunakan gelombang mikro. Pesawat radar memanfaatkan sifat pemantulan gelombang mikro. Karena cepat rambat glombang elektromagnetik c = 3 x 108 m/s, maka dengan mengamati selang waktu antara pemancaran dengan penerimaan. 2.5
Sinar Inframerah Sinar inframerah meliputi daerah frekuensi 1011 Hz sampai 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm sampai 10-1 cm. jika kamu memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliampermeter, maka jarum ampermeter sedikit diatas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. Sinar infamerah dihasilkan oleh elektron dalam molekul-molekul yang bergetar karena benda diipanaskan. Jadi setiap benda panas pasti memancarkan sinar inframerah. Jumlah sinar inframerah yang dipancarkan bergantung pada suhu dan warna benda. 2.6
Cahaya tampak Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang tampak nervariasi tergantung warnanya mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet (ungu) sampai 7x 10-7 m untuk cahaya merah. Kegunaan cahaya salah satunya adlah penggunaan laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran. 2.7
Sinar Ultraviolet Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz sampai 1016 Hz atau dalam daerah panjang gelombang 10-8 m 10-7 m. gelombang ini dihasilkan oleh atom dan molekul dalam nyala listrik. Matahari adalah sumber utama yang memancarkan sinar ultraviolet dipermukaan bumi, lapisan ozon yang ada dalam lapisan atas atmosferlah yang berfungsi menyerap sinar ultraviolet dan meneruskan sinar ultraviolet yang tidak membahayakan kehidupan makluk hidup di bumi.
2.8
Sinar Gamma
Sumber : http://poojetz.wordpress.com
Gambar 3. Spektrum Gelombang Elektromagnetik Gel rad io gel mikro inframerah sinar tampak UV sinar X sinar
2.2.1
Energi Gelombang elektromagnetik Energi elektromagnetik merambat dalam gelombang dengan beberapa karakter yang bisa diukur yaitu: panjang gelombang/wavelength, frekuensi, amplitude/amplitude, kecepatan. Amplitudo adalah tinggi gelombang, sedangkan panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Frekuensi tergantung dari kecepatan merambatnya gelombang. Karena kecepatan energi elektromagnetik adalah konstan (kecepatan cahaya), panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik. Semakin panjang suatu gelombang, semakin rendah frekuensinya, dan semakin pendek suatu gelombang semakin tinggi frekuensinya. Energi elektromagnetik dipancarkan atau dilepaskan oleh semua masa di alam semesta pada level yang berbeda-beda. Semakin tinggi level energi dalam suatu sumber energi, semakin rendah panjang gelombang dari energi yang dihasilkan, dan semakin tinggi frekuensinya. Perbedaan karakteristik energi gelombang digunakan untuk mengelompokkan energi elektromagnetik. Karena gelombang elektromagnetik mengandung medan listrik dan medan magnetik, maka kedua medan mempunyai persamaan gelombang. Persamaan kuat medan listrik E dan kuat medan magnetik B, berbentuk persamaan sinusoidal. E = Emaks sin ω.t dan B = Bmaks sin ω.t Rumus .......................... (2) Kuat medan listrik E dan kuat medan magnetik B, mempunyai hubungan: 1.3 B Ket
.c=E
E = kuat medan listrik (N/c)
Rumus ........................................... ( 3 )
B = induksi magnetik (T) c = kecepatan cahaya = 3. 108 m/s 2.2.2 Energi medan listrik Pada kapasitor (alat yang dapat menyimpan energi listrik) berlaku persamaan energi W = ½ C.V2 , dari kuat medan listrik E = V/d maka W = ½ C. E2.d2 dari rumus kapasitas kapasitor Rumus .............................................. (4)
Sumber : qelecttsotudio.blogspot.com Sehingga W= ½ .ɛ0.A.d.E2 disebut energi medan listrik. Volume V = A.d maka W = ½ ɛ0. V.E2 Kerapatan energi listrik (energi listrik persatuan volume): Rumus ...................(5) UE = ½ ɛ0.E2 dengan satuan joule/m3 Gelombang energi listrik bergerak dengan kecepatan cahaya c maka: UE = ½ ɛ0.E2.c dengan satuan watt/m2
Rumus .......( 7 )
2.2.3
Energi medan magnetik Induktor/kumparan dengan luas penampag A dan panjangnya l dilalui arus listrik i maka energi magnetiknya: W = ½ L i2 dengan Rumus ................................( 8 ) 2.3.1
Intensitas Gelombang Elektromagnetik Energi rata-rata persatuan luas yang dirambatkan oleh gelombang elektromagnetik disebut dengan intensitas gelombang elektromagnetik. Intensitas tersebut sebanding dengan harga maksimum medan magnet (B) dan sebanding pula dengan harga maksimum medan listriknya (E).
Gambar 4. Penjalaran Ey dan Bz gelombang elektromagnetik Sumber: dc105.4shared.com Kedua medan listrik dan medan magnet tersebut saling tegak lurus, merambat kearah sumbu X. Kedua gelombang tersebut bisa dituliskan menjadi: Ex = Eo sin (kx-ωt) Bz = Bo sin (kx-ωt) Rumus ..................................................................( 9 ) Kecepatan gelombang diberikan persamaan c = ω/k Intensitas gelombang elektromagnetik dituliskan sebagai berikut: 2.4.1
Radiasi Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik juga dipanaskan atau diradiasikan oleh setiap benda pijar bersuhu tertentu. Pancaran dari benda tersebut berupa radiasi gelombang elekromagnetik. Benda-benda yang dipanasi mengemisikan gelombang yang tidak nampak (sinar ultra ungu dan infra merah). Benda-benda yang dapat menyerap seluruh radiasi yang datang disebut benda hitam mutlak, sebuah kotak yang mempunyai lubang sempit dapat dianggap sebagai benda hitam mutlak. Menurut Stefan dan Boltzman radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh tiap satuan luas permukaan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak (T) benda tersebut. Intensitas radiasi I = R = e. σ. T4 R adalah intensitas radiasi dalam watt/m Rumus ............................( 10 ) e adalah koefisien emisivitas yang nilainya bergantung pada warna jenis permukaan. Untuk benda hitam mutlak e = 1 σ adalah konstanta Stefan-Boltzmann yang harganya 5,672.10-8 Watt/m2 K. Daya radiasi P = R. A P = e. σ. T4.A dengan satuan watt A = luas permukaan (m2) Energi radiasi E = W = P.t E = e. σ. T4.A.t dengan satuan joule t = waktu (s)
Rumus ...........................( 11 ) Rumus …........................( 12 )
Pada suhu tertentu kekuatan radiasi tiap panjang gelombang mempunyai nilai yang berbeda-beda. Menurut Wien panjang gelombang maksimum berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda. Dirumuskan: λm .T = C Rumus .................................................................( 13 ) C = konstanta Wien = 2,898 .10-3 m.K Intensitas radiasi yang dipancarkan berbanding lurus dengan suhu, berbanding lurus dengan frekuensi pancaran, dan berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Energi pancaran tiap panjang gelombang semakin besar, jika suhu semakin tinggi, sedangkan energi maksimumnya bergeser kearah gelombang yang panjang gelombangnya kecil. 2.5.1 Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik Penemuan gelombang elektromagnetik pada akhir abad 19 merupakan cikal bakal perkembangan teknologi di bidang komunikasi, kedokteran, penginderaan jarak jauh maupun bidang industri. 2.5.2. Sinar gamma Banyak digunakan dalam bidang industri pengawetan makanan, produk industri dan lain-lain 2.5.3.
Sinar X Sinar X dapat menembus jaringan tubuh tetapi tidak dapat menembus tulang sehingga sinar X sering di gunakan untuk memotret posisi tulang atau bagian tubuh yang mempunyai kelainan. Sinar X sangat berperan dalam mendapatkan informasi tentang mikroskopi atom dan molekul seperti penentuan struktur molekul menggunakan sinar X dengan panjang gelombang yang sangat pendek. Untuk pelaksanaannya digunakan sebuah alat yang diberi nama difraktometer sinar X. Sinar X juga banyak dalam uji tak merusak seperti menentukan cacat pada hasil las. Alat yang digunakan disebut radiogrofi sinar X. sinar X juga dapat digunakan untuk menentukan unsur dalam suatu bahan. Menggunakan alat XRF ( X- Ray Fluorescence
2.5.4 Sinar ultra violet Sinar ultraviolet sering digunakan pada kandungan unsure-unsur dalam suatu bahan melalui teknik spektroskopi. 2.5.5 Sinar tampak Sinar tampak adalah sinar yang dapat membantu penglihatan manusia. 2.5.6
Sinar inframerah Banyak di gunakan untuk kegiatan pemotretan permukaan bumi oleh pesawat udara yang terbang tinggi atau oleh satelit. Sinar inframerah juga digunakan untuk mempelajari setruktur molekul suatu zat menggunakan alat yang disebut spretometer inframerah.
2.5.7
Gelombang mikro Gelombang mikro dalam bentuk gelombang televisi dan gelombang radar banyak digunakan dalam sistem komunikasi, sistem deteksi dan system pertahanan. Pada sistem radar antena berfungsi sebagai pemancar gelombang dan sebagai penerima gelombang pantul. Pancaran gelombang radar yang dihasilkan berbentuk pulsa, dan jika pulsa ini mengenai sasaran maka akan diterima pulsa pantul oleh antena radar. Pulsa pantul dapat ditampilkan pada layar sebuah osiloskop. Jika selang waktu antara pemancar gelombang radar dan penerima gelombang pantulnya adalah t kecepatan gelombang radar adalah c maka jarak antara sasaran dengan radar adalah s. Gelombang radar juga di gunakan dalam penentuan jarak bumi dan bulan.
2.5.8
Gelombang radio Gelombang radio banyak dimanfaatkan dalam sarana komunikasi, membawa informasi dan berita dari satu tempat ke tempat lain. Komunikasi dengan memanfaatkan gelombang radio dapat menjangkau daerah yang cukup jauh dari pemancarnya. Hal ini terjadi jika gelombang radio dalam bentuk gelombang angkasa sehingga dapat mencapai tempat-tempat di dunia yang jaraknya sangat jauh dari pemancar.
2.6.1 Aplikasi gelombang elektromagnetik di biasanya dalam bentuk sebagai berikut:
dalam
kehidupan
sehari-hari
2.6.2
RADAR Sistem radar banyak dimanfaatkan oleh pesawat terbang dan kapal selam. Dengan adanya radar, pesawat terbang dan kapal selam mampu mendeteksi keberadaan objek lain yang dekat dengan mereka. Di saat cuaca buruk dimana terjadi badai dan gangguan cuaca yang dapat mengganggu pengelihatan, keberadaan radar dapat membantu navigasi pesawat terbang untuk mengetahui arah dan posisi mereka dari tempat tujuan pendaratan.
2.6.3 Komunikasi Satelit Dengan gelombang mikro, yaitu: VHF (Very High frequency) dan UHF ( Ultra High Frequency). Biasanya dipakai pada siaran/ stasiun televisi. 2.6.4 Komunikasi Bergerak 2.6.5 Komunikasi Serat Optik 2.6.6 Penginderaan jarak jauh 2.6.7 Permasalahan kompatibilitas EM (EMC) 2.6.8 Teleskop Satelit Inframerah
Gambar 5. Teleskop satelit inframerah yang dipasang di orbit akan menghasilkan gambar-gambar foto alam semesta dengan lebih baik kualitasnya. Sumber : larsca.blogspot.com Sebuah teleskop infra merah Space Infrared Telescope Facility (SIRTF) atau Fasilitas Teleskop Infra Merah Ruang Angkasa. SIRTF adalah sistem peneropongan bintang keempat yang diluncurkan NASA. Sebelumnya badan angkasa luar Amerika Serikat itu telah meluncurkan Teleskop Angkasa Hubble, diorbitkan pesawat ulang alik tahun 1990; Gamma Ray Observatory, diluncurkan tahun 1991; dan Chandra Xray Observatory diluncurkan tahun 1999. Masing-masing sistem peneropongan itu digunakan untuk mengamati cahaya-cahaya dengan warna yang berbeda, yang tidak dapat dilihat dari permukaan Bumi. Masing-masing sistem juga memiliki fungsi berbeda satu dengan lainnya. Dengan Teleskop Hubble, para peneliti mencari obyek "paling merah" yang berarti jaraknya sangat jauh. Dengan SIRTF akan bisa melihat populasi bintang di dalam obyek sangat jauh tersebut karena SIRTF akan bekerja dalam gelombang cahaya inframerah. 2.6.9
Diagnosa Menggunakan sinar X Patah tulang, penyakit dalam dapat dideteksi dan didiagnosa oleh dokter dengan akurat dengan bantuan sinar X atau sinar Rontgen. Sejak ditemukan sinar X pada tahun 1895 oleh Wilhelm Conrad Rontgen, dunia medis mendapatkan kemajuan pesat untuk mengobati penyakit dalam atau sakit patah tulang. Dengan hasil images film sinar X tim dokter mendapat informasi jelas bagian mana yang harus mendapatkan penanganan.
2.6.10
Teleskop Radio
Gambar 6. Kumpulan teleskop radio sebanyak 27 buah di dekat Socorro, di New Meksiko Sumber : abyss.uoregon.edu Teleskop radio untuk menangkap gelombang radio dan mendeteksi sinyalsinyal lain (pulsar) dari angkasa luar. Penemuan gelombang radio yang datang dari angkasa luar dan berhasil dideteksi di bumi oleh Karl Jansky seorang insinyur listrik dari laboratorium Telepon Bell pada tahun 1931, telah berhasil mengembangkan astronomi radio. Deretan teleskop radio sebanyak 27 buah dibangun dekat Socorro di New Meksiko. Untuk beberapa dekade astronomi radio mengalami kemajuan pesat dan berhasil memberikan gambaran tentang alam semesta dengan banyak dideteksinya spektrum gelombang lain yang datang dari angkasa luar seperti infa merah, ultraungu, sinar X, sinar gamma, dan pulsar-pulsar lain hingga berhasil ditemukannya bintang netron. Lebih jauh lagi bahkan berhasil menguak banyak hal tentang sinar-sinar kosmik yang akhirnya diteliti mendalam oleh ilmuwan-ilmuwan fisika inti khususnya partikel elementer. Gambar 7. Kumpulan teleskop radio sebanyak 27 buah di dekat Socorro, di New Meksiko Sumber : dc105.4shared.com
2.6.11.
Pemanfaatan Solar Sel Untuk Menangkap Energi Cahaya Matahari
Gambar 8. Solar sel merupakan komponen dari bahan semikonduktor yang mampu menangkap energi panas gelombang elektromagnetik dari matahari dan mengubahnya menjadi energi listrik sehingga dapat disimpan di dalam baterai atau accu. Sumber : kiyisanbbl.wordpress.com Gelombang elektromagnetik dari matahari dalam bentuk cahaya tampak pada siang hari dapat ditangkap oleh sel surya yang terbuat dari bahan semikonduktor misalnya silikon. Sel surya akan mengubah energi panas ini menjadi energi listrik dan dapat menghasilkan tegangan listrik. Pada siang hari tegangan listrik disimpan dalam baterai atau accumulator sehingga pada malam hari dapat dimanfaatkan untuk menyalakan peralatan listrik atau memanaskan air. Solar sel juga dikembangkan untuk menggerakkan mobil tanpa bahan bakar migas. 2.6.12. Oscilator Penghasil Gelombang Elektromagnetik Berdasarkan hukum Ampere dan hukum Faraday berhasil diketemukan bahwa rangkaian oscilasi listrik dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik terus menerus. Frekuensi yang dihasilkan gelombang elektromagnetik disebut frekuensi resonansi, untuk rangkaian LC dirumuskan: Gambar 9. Rangkaian/sirkuit oscilasi LC dihubungkan dengan sumber energi dan antena dapat menghasilkan perubahan medan listrik AC dan pada antena akan terpancar gelombang elektromagnetik Sumber : dead-cold24.rssing.com
2.6.1 Pengaruh gempa pada unsur sekunder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik 2.6.2 Ruang lingkup pengamanan Unsur sekonder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik harus diamankan terhadap pengaruh Gempa Rencana, karena unsur-unsur tersebut dapat menimbulkan bahaya pada manusia jika mengalami kegagalan, sedangkan instalasi mesin dan listrik harus tetap dapat berfungsi selama dan setelah gempa berlangsung. Benda-benda yang disimpan dalam museum dan barang-barang sejenis yang mempunyai nilai sejarah atau nilai budaya yang tinggi, yang tidak merupakan unsur-unsur struktur, harus ditambat dan diamankan terhadap pengaruh Gempa Rencana. Untuk detail dari penambatan ini harus dimintakan nasehatnya dari ahli yang khusus. Setiap unsur sekonder, unsur arsitektur seperti ornamen, panel beton pracetak dan penutup luar gedung, serta instalasi mesin dan listrik, harus ditambat erat kepada struktur gedungnya agar tahan terhadap pengaruh Gempa Rencana. Tahanan gesek akibat pengaruh gravitasi tidak boleh diperhitungkan dalam merencanakan ketahanan geser suatu unsur atau instalasi terhadap gaya gempa horisontal. Alat-alat penambat, termasuk baut-baut jangkar, harus tahan karat, mempunyai daktilitas serta daya tambat yang cukup. Dalam hal panel-panel beton pracetak, jangkarjangkarnya harus dilas atau dikaitkan kepada penulangan panel. 2.6.3 Hubungan Antar-Unsur Pengaruh satu unsur terhadap unsur lainnya yang saling berhubungan harus diperhitungkan. Kegagalan satu unsur sekonder, unsur arsitektur atau instalasi mesin dan listrik yang direncanakan terhadap pengaruh suatu beban gempa tertentu, tidak boleh menyebabkan kegagalan pada unsur lain yang berhubungan dan yang direncanakan terhadap pengaruh beban gempa yang lebih tinggi. Interaksi di antara unsur sekonder, unsur asitektur serta instalasi mesin dan listrik harus dicegah dengan mengadakan jarak pemisah menurut Pasal 8.2.4. 2.6.4 Pemutusan otomatis operasi mesin dan alat Jika pelanjutan operasi suatu mesin atau alat selama gerakan gempa berlangsung dapat mengakibatkan bahaya yang berarti, maka harus diadakan suatu sistem yang memutuskan secara otomatis operasi suatu mesin atau alat, jika suatu percepatan muka tanah tertentu yang ditetapkan mulai bekerja. 2.6.4 Pengaruh Gempa Rencana Setiap unsur sekunder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik harus direncanakan terhadap suatu beban gempa nominal statik ekuivalen Fp, yang bekerja dalam arah yang paling berbahaya dan yang besarnya ditentukan menurut persamaan :
Rumus .................................................................. ( 14 ) di mana C1 adalah Faktor Respons Gempa yang didapat dari Spektrum Respons Gempa Rencana menurut Gambar 2 untuk waktu getar alami fundamental dari struktur gedung yang memikul unsur sekonder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik tersebut, yang beratnya masing-masing adalah Wp, sedangkan R adalah faktor reduksi gempa struktur pemikul tersebut dan Kp dan P adalah berturut-turut koefisien pembesaran respons dan faktor kinerja unsur yang ditentukan dalam ayat-ayat berikut. Koefisien pembesaran respons mencerminkan pembesaran respons unsur atau instalasi terhadap respons struktur gedung yang memikulnya, yang bergantung pada ketinggian tempat kedudukannya pada struktur gedung. Apabila tidak dihitung dengan cara yang lebih rasional, koefisien pembesaran respons Kp dapat dihitung menurut persamaan :
Rumus ............................................................................ ( 15 ) di mana zp adalah ketinggian tempat kedudukan unsur atau instalasi dan zn adalah ketinggian lantai puncak gedung, keduanya diukur dari taraf penjepitan lateral menurut Pasal 5.1.2 dan Pasal 5.1.3. Faktor kinerja unsur P mencerminkan tingkat keutamaan unsur atau instalasi tersebut dalam kinerjanya selama maupun setelah gempa berlangsung. Jika tidak ditentukan dengan cara yang lebih rasional, faktor kinerja unsur P ditetapkan dalam Tabel 10 dan Tabel 11. Waktu getar alami unsur sekonder, unsur arsitektur dan instalasi mesin dan listrik yang nilainya berdekatan dengan waktu getar alami struktur gedung yang memikulnya harus dihindari, sebab dapat menimbulkan gejala resonansi yang berbahaya. Apabila rasio waktu getar alami antara ke duanya adalah antara 0,6 dan 1,4, maka nilai faktor kinerja unsur P harus dikalikan 2, kecuali jika dilakukan suatu analisis khusus.
BAB III PENUTUP 3.1
KESIMPULAN 1. 2.
3. 4.
Kesimpulan yang diperoleh dari makalah ini yaitu: Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walau tidak ada medium Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang transversal yang gangguannya berupa medan listrik (E) dan medan magnet (B) saling tegak lurus dan keduanya tegak lurus arah rambat gelombang Susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya disebut spektrum elektromagnetik Urutan spektrum elektromagnetik yaitu:
Gambar 10 Gel radio gel mikro inframerah sinar tampak UV sinar X sinar Sumber: fisikastudycenter.com 5.
Karena gelombang elektromagnetik mengandung medan listrik dan medan magnetik, maka kedua medan mempunyai persamaan gelombang. Persamaan kuat medan listrik E dan kuat medan magnetik B, berbentuk persamaan sinusoidal. E = Emaks sin ω.t dan B = Bmaks sin ω.t Energi listriknya: W= ½ .ɛ0.A.d.E2 Energi magnetiknya:
6.
W = ½ L i2 Energi rata-rata persatuan luas yang dirambatkan oleh gelombang elektromagnetik disebut dengan intensitas gelombang elektromagnetik. Intensitas gelombang elektromagnetik dituliskan sebagai berikut:
7.
Menurut Stefan dan Boltzman radiasi gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh tiap satuan luas permukaan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak (T) benda tersebut. Intensitas radiasi I = R = e. σ. T4 8. Menurut Wien panjang gelombang maksimum berbanding terbalik dengan suhu mutlak benda. λm . T = C . C = konstanta Wien = 2,898 . 10-3 m.K 9. Beberapa contoh aplikasi gelombang elektromagnetik pada kehidupan seharihari: Teleskop Satelit Inframerah Diagnosa Menggunakan sinar X Teleskop Radio Pemanfaatan Solar Sel Untuk Menangkap Energi Cahaya Matahari Oscilator Penghasil Gelombang Elektromagnetik
DAFTAR PUSTAKA Anonim. Gelombang Elektromagnetik. Diakses dari http://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=gelombang%20elektromagnetik%20pdf&s ource=web&cd=1&ved=0CB8QFjAA&url=http%3A%2F%2Fftpitp09.blogdetik.com%2Ff iles%2F2010%2F03%2F22_gelombang-elektromagnetik.pdf&ei=EGRkT4XdHoOGrAfn6C8Bw&usg=AFQjCNGuDELbP3WbuiKAwZyrBMrs5etK6A pada tanggal 17 Maret 2012. Khamzawi, Syukron. 2011. Penemuan Gelombang Elektromagnetik. Diakses darihttp://syukronkhamzawi.blogspot.com/2011/05/penemuan-gelombangelektromagnetik.html pada tanggal 17 Maret 2012. Khanafiyah, Siti. 2009. Fenomena Gelombang. Semarang: Jurusan Fisika UNNES. Lala. 2008. Gelombang Elektromagnetik. Diakses darihttp://brigittalala.wordpress.com/pesandan-kesan-mengikuti-pree-test-fisika/gelombang-elektromagnetik/ pada tanggal 17 Maret 2012. Supriyanto, Eng. 2007. Perambatan Gelombang Elektromagnetik. Diakses darihttp://www.4shared.com/office/Sd87F4Qa/gelombang_elektromagnetik.html pada tanggal 17 Maret 2012. Suryadi,M.2009. Makalah Laporan Penelitian Gelombang. Diakses dari http://surya-kirkrj.blogspot.com/2009/04/makalah-laporan-penelitian-gelombang.html pada tanggal 17 Maret 2012. Departemen Purmukiman dan Prasarana wilayah Badan Penelitian dan Pengembangan Permukiman dan Prasarana Wilayah Pusat: Jakarta
